探索流体力学传质计算新模型的研究和在塔板上的应用

《探索流体力学传质计算新模型的研究和在塔板上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津大学博士学位论文流体力学传质计算新模型的研究和在塔板上的应用姓名：刘伯潭申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：余国琮20031201摘要本文首先对化工中应用计算流体力学的情况做了阐述，对流体力学理论和化工理论在计算流体力学中地位和扮演角色作出了定位。对流体力学的当前研究热点问题给予了简单论述，对标量的计算模式的发展和计算流体力学在塔板上的应用的情况进行了较详细的论述。在过去的10年里，计算流体力学在化工中的应用使化工领域的思想技术出现了一次质的飞跃。展望未来，本文通过对计算流体力学的内在理论逻辑的分析，认为以计算流体力学为

2、基础对湍流扩散系数的处理中引入化工理论将有可能在化工领域引起另一次飞跃。在此思想的指导下，本文借鉴流体力学发展的成果，提出了计算湍流扩散系数时把浓度场因素考虑在内的C2一s。模式，并应用C2一s。模式对塔板流场及浓度场做了实际模拟计算。计算中考察了传质推动力对湍流扩散系数的影响，并把计算结果和文献中对湍流扩散系数进行了对比。C2一g。模式的建立，对计算传质学的发展做出了贡献。本文还介绍了应用热膜流速仪对塔板流场进行的3个实验：塔板单相液相流场的测量、塔板局部气含率的测量和对塔板流场局部的小波分析。在小波分析中得到了塔板湍流脉动的两

3、个时间尺度：对应气泡影响的，为2～3秒的大尺度和对应液相影响的，为约0．969秒的小尺度；分析了塔板局部各部分的能量分布，总结了回流区，靠近塔壁，主流区的能量分布特征。最后通过实验的结果分析了塔板湍流。本文的计算塔板浓度场的C2一占，模式的提出使对湍流扩散系数的处理中引入化工理论成为必要；丽在塔板研究中的小波分析应用实际上就已经打开了针对塔板的谱动力学研究的契机。如有可能以塔板谱动力学为基础归纳得出标量输运模式方程中的模型参数，这样使计算模拟完全建立在化工理论的基础之上，使之成为完全适用于化工的计算流体力学与计算传质学!关键词：计

4、算流体力学C2一s，模式塔板湍流扩散系数小波分析AbstractThefirstpartofthispaperpmsentsthestate-of-artoftheapplicationofCFD(ComputationalFluidDynamics)tothechemicalen画neeringandanalyzestherolesofCFDandmasstransfertheoryplayedinthisapplication．Abriefintroductionisgivenfortheconventionalunsolve

5、dproblemsoffluiddynamicfieldaswellasadetaileddescriptionoftheapproachesaboutthescalarfieldtheory．Inthepast10years，theapplicationofCFDinchemicalengineeringresultsabreakthroughintheaspectsofengineeringtechnologyandtheoreticalconsideration．TheBseofcross-disciplinarytreat

6、menttoinvestigatetheturbulentdiffusivityandmasstransferbyfluiddynamicsandchemicalengineeringtheorymaydeepenthecomputationaldevelopmentinthefieldofchemicalandprocessengineering．Inthispaper,anewc2-ofcmodelvcasdeveloped，whichconsideredtheinfluenceofconcentrationfieldinca

7、lculatingtheturbulentdiffusivity．TheliquidflowonthedistillationsievetrayWassimulatedusingC2一占cmodel．TheinfluenceofmasstransferOntheturbulentdiffusivilywasstudiedandtheresultWascomparedwiththeturbulentdiffusivitydatainliteratures．Descriptionofthreeexperimentsusinghotfi

8、lmanemometerisgiveninreal"partofthispaper．Theyare"1，thevelocitymeasurementofliquidflowfieldofsinglephasetray,2，themeasuremen